(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光点がマルチアレーになっている偏光双安定ＶＣＳＥＬと、
該偏光双安定ＶＣＳＥＬの立ち上がり偏光面と直交する偏光面を有する光束を出射するレーザ光源と、
偏光面によって光路を切り換えることができる光路切り換え手段と、
前記偏光双安定ＶＣＳＥＬの出射光の光軸上に設けられたハーフミラープリズムと、を有し、
前記偏光双安定ＶＣＳＥＬからの光束は前記光路切り換え手段の入射窓に入射するよう配置され、
前記レーザ光源からの光束を前記偏光双安定ＶＣＳＥＬの出射窓部に入射させるように設定し、
前記レーザ光源として、外部共振器型レーザを用い、
前記ハーフミラープリズムのハーフミラー面上で前記光軸と直交する第２の光軸上に前記レーザ光源の光軸を一致させて配置し、該レーザ光源からの光束を前記ハーフミラーを介して前記偏光双安定ＶＣＳＥＬに入射させ、
前記ハーフミラープリズムの透過率が９０％以上である光路切り替え装置と、一方の段と他方の段との２段構成の多面反射鏡とを有し、
前記偏光双安定ＶＣＳＥＬと前記レーザ光源とが共に発光した状態とされることで前記多面反射鏡の前記一方の段による走査を行い、前記多面反射鏡の前記他方の段による走査を行うときは前記偏光双安定ＶＣＳＥＬの発光と前記レーザ光源の発光とが共に停止されてから該偏光双安定ＶＣＳＥＬが発光した状態とされるとともに該レーザ光源の発光が停止された状態に保たれることにより該他方の段による走査を行うことで、２個の被走査面を背反的に交互に走査することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査装置において、前記偏光双安定ＶＣＳＥＬの前にコリメータレンズを配置し、前記偏光双安定ＶＣＳＥＬからの出射光束をほぼ平行光束に整形することを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
光走査装置と、被走査面としての複数の感光体と、各感光体に対応させた帯電手段・現像手段・転写手段と、定着手段と、を有する画像形成装置において、前記光走査装置として請求項１または２に記載の光走査装置を２組用いて４個の被走査面に対し画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
光走査装置と、４個の被走査面としての感光体と、各感光体に対応させた帯電手段・現像手段・転写手段と、定着手段と、を有する画像形成装置において、該光走査装置として請求項１または２に記載の光走査装置を用いるとともに、該光走査装置に備えられている前記光路切り替え装置を２組用いて前記４個の被走査面に対し画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、普通紙ファックス等に用いられる光走査装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ、デジタル複写機、普通紙ファックス等で用いられる電子写真画像形成装置において、カラー化、高速化が進み、感光体を複数（通常は４つ）有するタンデム対応の画像形成装置が普及してきている。カラーの電子写真画像形成装置としては、感光体を１つのみ有し、色の数だけ感光体を回転するという方式もあるが（４色、１ドラムだと４回転する必要有り）、複写速度が遅くなる。  ところが、タンデム方式の場合、どうしても、光源数が増えてしまい、それに伴い、部品点数の増加、複数光源間の波長差に起因する色ずれ、コストアップが生じてしまう。また、書込ユニットの故障の原因として半導体レーザの劣化が挙げられている。光源数が多くなると、故障の確率が増える。特に、光源としてＶＣＳＥＬや端面発光ＬＤアレイを用いる場合、上記の不具合は顕著である。
【０００３】
図８は従来技術の光走査装置の一部を示す図である。同図（ａ）は２段の回転多面鏡を示す図、同図（ｂ）は１つの光源から２段の回転多面鏡の双方に光束を入射する方法を示す図、同図（ｃ）は光束分割手段の具体的な例を示す図である。
同図において符号１は反射面の位相をずらした２段式の回転多面鏡（以下単にポリゴンと呼ぶ）、２は書き込み用の光源、３はコリメータレンズ、４は光束分割手段、Ｌ、Ｌ１、Ｌ２は光束をそれぞれ示す。
また、４ａは半透鏡、４ｂは全反射鏡、４−１は三角プリズム、４−２は平行四辺形プリズム、４―２ａは入射窓、４−１ｂ、４―２ｂは出射窓をそれぞれ示す。
同図において紙面の上下方向を副走査方向と呼び、紙面に垂直な方向を主走査方向と呼ぶことがある。
光源数を減らしながらも、高速な画像出力を可能にする光走査装置として、同図に示すように、「共通の光源からのビームを分割し、異なる段の反射鏡にビームを入射させ、異なる被走査面を走査するという方式」が提案されている（例えば、特許文献１  参照。）。
【０００４】
同図において、光源２から出射した光束Ｌは、コリメータレンズ３によってビームが整形され、光束分割手段４に入射する。光束分割手段には様々な原理による手法が用い得るが、通常は同図（ｃ）に示すような半透鏡４ａを用いたハーフミラープリズムが利用される。ハーフミラープリズム４は、三角プリズム４−１の斜面と平行四辺形プリズム４−２の１面とを半透鏡４ａを介して接着されている。
光束分割手段の入射窓４―２ａに入射し、半透鏡４ａを透過した光束は、ほぼ半分のパワーの光束（ビームＬ１）となってそのまま直進し、出射窓４−１ｂから出射し、ポリゴンの上段の反射面１ａに入射する。半透鏡４ａで反射された光束は、ほぼ半分のパワーの光束（ビームＬ２）となって下方に設けられた全反射鏡４ｂに向けて反射され、全反射鏡４ｂによって元の光束と平行となって出射窓４−２ｂを出射し、ポリゴンの下段の反射面１ｂに入射する。
上下段のポリゴンミラーは、互いに回転方向の位相、すなわち取り付け角度（θ）がずれており、ここでは、４面のポリゴンミラーをθ＝４５ｄｅｇずらしている。
実際には光源とポリゴンミラー間には副走査方向にパワーを有するシリンドリカルレンズが配備されるが、ここでは省略している。また、ポリゴンミラーからの走査光が被走査面である感光体に結像する結像光学系も省略している。
【０００５】
図９は上下２段のポリゴンミラーそれぞれによる反射光の問題を説明するための図である。同図（ａ）は上段に入射する光束で感光体を走査する場合、同図（ｂ）は下段に入射する光束で感光体を走査する場合、をそれぞれ示す図である。
このような構成において、同図に示すように上段のビームＬ１が感光体面（被走査面）を走査しているときは下段のビームＬ２は被走査面上にビームが到達しないようにし、望ましくは遮光部材により遮光するようにする。また、下段のビームＬ２が上段とは異なる感光体面（被走査面）を走査しているときは上段のビームＬ１は被走査面に到達しないようにする。すなわち、ビームＬ１とビームＬ２は背反的に利用される。したがって、、光源の変調駆動も上段と下段でタイミングをずらし、上段に対応する感光体を走査するときは、上段に対応する色（例えばブラック）の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行い、下段に対応する感光体を走査するときは下段に対応する色（例えばマゼンタ）の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行う。
【０００６】
しかし、この方式においては、例えば半透鏡４ａを用いるので、共通の光源２からのビームパワーが約半分となるように分割して使用することになるため、光源パワーの実効率はロスし、複数の光源を用いる方式に比べて、倍以上のパワーが必要となる。パワーの増大はレーザ光源の劣化に繋がり、書込みユニットの故障の原因となる。
共通の光源２からビームを分割する光束分割手段４としては、ハーフミラープリズムのほかに、回折光学素子を組み合わせた構成が挙げられるが、詳細な説明は省略する。
【０００７】
図１０、１１は単一の光源で２色分の走査を行う発光のタイミングチャートである。
両図ではブラック用とマゼンタ用の発光を行う例で示している。
両図において実線はブラック用露光、破線はマゼンタ用露光を示し、各波形はそれぞれ１走査線分の露光を示す。各書き出しのタイミングは有効走査幅外に配備される同期受光手段で走査ビームを検知することにより決定される。なお、同期受光手段は図示していないが、通常はフォトダイオードが用いられる。
図１０ではブラックとマゼンタの領域での光量を同じに設定しているが、実際には光学素子の透過率、反射率は相対的に異なるため、光源の光量を同じにしてしまうと、感光体に到達するビームの光量が異なってしまう。そこで、図１１に示すように、異なる感光体面を走査するときに互いの設定光量を異ならせることにより、異なる感光体面上に到達するビーム光量を等しくすることができる。
【０００８】
図１２はマルチビームアレイの一例であるＶＣＳＥＬの発光面を示す図である。
同図において符号２０はＶＣＳＥＬ（vertical-cavity surface-emitting laser ）（非特許文献１  参照。）、２１は各発光部をそれぞれ示す。
同図では発光点が左右方向に１０個、上下方向に４個の径４０個有する例を示している。各発光点は基板の端面に対して微少量ずつずらしてあり、左右方向を主走査方向としてマルチビームで描画したとき、４０本のビームが等間隔になるような配置になっている。
個別の発光点は、基板の端面に平行な辺を有する正方形状に形成されており、この辺の方向に偏光面が生ずる性質を有する。
このような光源は非常に高価であり、数多く使うことはコスト上避けなければならない。上記に示したような光学系を使う限り、ビームのパワーロスは避けられず、その分を大出力で補うか、光源個数を増やして補うかしなければならない。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−９２１２９号公報
【非特許文献１】APPLIED PHYSICS LETTERS 88,101102(2006)．Low-switching-energy and high-repetition-freqency all-optical flip-flop operations of a polarization bistable vertical-cavity surface-emitting laser (Takahi  Mori , Yasuhiro Yamayoshi , and  Hitoshi Kawaguchi)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ＶＣＳＥＬの光源数を減らしながらも、ビームパワーのロスがなく、光路の高速切り替えにより、高速な画像出力を可能にすることにあり、低コスト、高画質、高速対応の光走査装置、およびそれを用いた多色対応の画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明では、発光点がマルチアレーになっている偏光双安定ＶＣＳＥＬと、該偏光双安定ＶＣＳＥＬの立ち上がり偏光面と直交する偏光面を有する光束を出射するレーザ光源と、偏光面によって光路を切り換えることができる光路切り換え手段と、前記偏光双安定ＶＣＳＥＬの出射光の光軸上に設けられたハーフミラープリズムと、を有し、前記偏光双安定ＶＣＳＥＬからの光束は前記光路切り換え手段の入射窓に入射するよう配置され、前記レーザ光源からの光束を前記偏光双安定ＶＣＳＥＬの出射窓部に入射させるように設定し、前記レーザ光源として、外部共振器型レーザを用い、前記ハーフミラープリズムのハーフミラー面上で前記光軸と直交する第２の光軸上に前記レーザ光源の光軸を一致させて配置し、該レーザ光源からの光束を前記ハーフミラーを介して前記偏光双安定ＶＣＳＥＬに入射させ、前記ハーフミラープリズムの透過率が９０％以上である光路切り替え装置と、一方の段と他方の段との２段構成の多面反射鏡とを有し、前記偏光双安定ＶＣＳＥＬと前記レーザ光源とが共に発光した状態とされることで前記多面反射鏡の前記一方の段による走査を行い、前記多面反射鏡の前記他方の段による走査を行うときは前記偏光双安定ＶＣＳＥＬの発光と前記レーザ光源の発光とが共に停止されてから該偏光双安定ＶＣＳＥＬが発光した状態とされるとともに該レーザ光源の発光が停止された状態に保たれることにより該他方の段による走査を行うことで、２個の被走査面を背反的に交互に走査する光走査装置を特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光走査装置において、前記偏光双安定ＶＣＳＥＬの前にコリメータレンズを配置し、前記偏光双安定ＶＣＳＥＬからの出射光束をほぼ平行光束に整形することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、光走査装置と、被走査面としての複数の感光体と、各感光体に対応させた帯電手段・現像手段・転写手段と、定着手段と、を有する画像形成装置において、前記光走査装置として請求項１または２に記載の光走査装置を２組用いて４個の被走査面に対し画像を形成する画像形成装置を特徴とする。
請求項４に記載の発明では、光走査装置と、４個の被走査面としての感光体と、各感光体に対応させた帯電手段・現像手段・転写手段と、定着手段と、を有する画像形成装置において、該光走査装置として請求項１または２に記載の光走査装置を用いるとともに、該光走査装置に備えられている前記光路切り替え装置を２組用いて前記４個の被走査面に対し画像を形成する画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高価なＶＣＳＥＬの光源数を減らしながらも、ビームパワーのロスがなく、高速な画像出力を可能とし、低コスト、高画質対応の光走査装置およびそれを用いた多色対応の画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明の実施例を説明するための図である。
同図において符号５は特定の方向に偏光面を有する偏光を出射するレーザ光源、１４は光路切り換え手段、２０は光源としてのＶＣＳＥＬをそれぞれ示す。また、１４ｃは偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、１４ｂは全反射鏡をそれぞれ示す。その他の符号は図５に準ずる。
図２はＶＣＳＥＬの外観を示す図である。
同図において符号２０ａはレーザ光出射窓部を示す。
以下にＶＣＳＥＬの特性を簡単に説明する。
ＶＣＳＥＬは特定の方向に偏光面を以て発光する性質がある。この特定の偏光面を便宜上「立ち上がり偏光面」と呼ぶ。以下理解を容易にするために、上記立ち上がり偏光面の光束をＰＢＳ１４ｃに対し仮にＳ偏光であるものとする。
ＶＣＳＥＬは、発光中にその偏光面と９０度偏光面の異なるＰ偏光である外部光が発光点に入射すると、出射光が、入射した偏光面と同じＰ偏光に瞬時に切り替わるという性質を持っている。発光を続けている場合、外部からの光束が遮断されても、切り替わった偏光面はそのまま維持される。発光を停止してから再度発光を行ったとき、外部光が無ければ立ち上がり偏光面になる。すなわち、初めのＳ偏光に戻る。発光開始時点で上記外部光が入っている場合、その外部光の偏光面がＳ偏光であれば何も変化は起こらず、立ち上がり偏光面のままである。この性質のことを偏光双安定性と呼んでいる。
Ｐ偏光が入射している状況で、ＶＣＳＥＬの点灯を開始した場合、Ｓ偏光で発光開始するが、所定の発光レベルに至ると瞬時にＰ偏光に切り替わる。このときＳ偏光でいる時間はきわめて短く、用途によっては全く無視できる程度である。ＶＣＳＥＬの偏光面を切り換えることができる外部光のエネルギレベルが小さくて済み、照射時間も７ｐｓ（参考文献：ＯｐｌｕｓＥ）と極めて小さくて済む。外部光の波長は基本的には発光波長と同じか、非常に近い波長である必要がある。ＶＣＳＥＬは基本構成が半導体レーザであるから、発熱等の状況により発光波長には微妙な揺らぎがあるため、外部光として特定の単波長を入射させたのでは発光波長に一致させることは難しい。逆に外部光としても、レーザ光が必要であることから、その発光波長の安定性が問題になる場合がある。
【００１７】
同図における構成は、このようなＶＣＳＥＬの特性を利用した光路切り換え装置である。
レーザ光源５はＶＣＳＥＬの発光波長と同程度の発光波長を有し、ＶＣＳＥＬの偏光面と直交する偏光面を有する光束をＶＣＳＥＬに照射するよう配置されている。
この実施形態ではＰＢＳ１４ｃに対してＳ偏光となるように、ＶＣＳＥＬの偏光面を水平面に一致させたものとして、水平面に対する角度で表現して０度と表記する。したがって、レーザ光源５の偏光面を９０度と表現する。
【００１８】
このような構成により、レーザ光源５を発光させずにＶＣＳＥＬを発光させた場合、ＶＣＳＥＬから出射されるレーザ光は偏光方向が０度のＳ偏光となりＰＢＳ面で反射される。一方、前記レーザ光源５を発光しながらＶＣＳＥＬを発光させると、ＶＣＳＥＬからのレーザ光の偏光方向は９０度のＰ偏光となり、ＰＢＳ１４ｃ面を透過する。
このようにレーザ光源５のオン・オフを繰り返すと、ＶＣＳＥＬから出射されるレーザ光の偏光方向が交互にスイッチングされ、ＰＢＳ面で反射したり透過したりして、ＶＣＳＥＬから出射される光路を、光路切り換え手段１４で切り替えることが可能となる。この役割から言えば、図８における光束分割手段４は、図１においては光路切り換え手段１４となる。
このような構成とすると、安価なレーザ光源５を用い、高価なＶＣＳＥＬ光源からの光路を高速に切り替える事が可能であり、光通信において光路切り替えや、光走査光学系などに用いることができる。
【００１９】
図３は外部共振器型半導体レーザ光源を示す図である。
同図において符号６は外部共振器としての凹面鏡を示す。
非特許文献１において、偏光双安定ＶＣＳＥＬは偏光方向の切り替え感度波長の帯域が狭い事が報告されている。したがって、正確な波長をＶＣＳＥＬに入射させる必要がある。しかしながら、安価な端面発光半導体レーザでは波長のバラツキが大きく、ＶＣＳＥＬの偏光方向切り替え波長帯域内で照射する事が出来ない場合が多い。
よって、図１に示すような光路切り替え装置において光源５として図３に示すような公知の外部共振器型半導体レーザを用い、レーザ光源５と凹面鏡６の間の距離Ｌを変化させることで、ＶＣＳＥＬに照射するレーザー光の波長をコントロールする事が可能となり、偏光双安定ＶＣＳＥＬの偏光を正確に、且つ、高速に  切り替える事が可能で、光通信や、光走査光学系などにおいて、高速で正確な光路切り替えが可能となる
【００２０】
図４は高周波を重畳したレーザ光源の発振波長を示す図である。
上記においてＶＣＳＥＬの偏光切り替え感度帯域が狭い為に、その帯域に合わせる目的で、外部共振器型レーザを用いたが、そのためには、ＶＣＳＥＬからの出射レーザ光の波長をモニタするモニタ手段と、その波長に外部共振器型レーザの波長をコントロールする回路系手段（いずれも図示せず）が必要となる。
そこでレーザ光源を発振させるためのコントローラに周知の高周波重畳回路を設けることによりレーザ光源から出射される光の波長は、同図に示すように、少しずつ波長の異なる多波長の光となる。発振波長の間隔（同図のΔλ）は重畳させる高周波の周波数によって制御できる。レーザ光源の中心的波長は、ＶＣＳＥＬの平均的発振波長にほぼ合わせておき、Δλの大きさを、ＶＣＳＥＬの偏光切り替え感度帯域より小さくしておけば、レーザ光源から出射される光のうちのどれかの波長はＶＣＳＥＬの偏光切り替え波長帯域内に入るため、偏光切り替えが可能となる。
よって、外部共振器型半導体レーザを用いるよりも安価にＶＣＳＥＬの偏光方向を切り替える事が可能となり、部品点数も少ない為、信頼性も向上する。
【００２１】
図５は偏光双安定ＶＣＳＥＬを用いた光路切り替え装置を示す図である。
同図において符号４は光路切り換え手段、７はハーフミラープリズム、８はｆθレンズをそれぞれ示す。また、符号Ｗｓは光路切り換え手段に対してＳ偏光の光束、Ｗｐは同Ｐ偏光の光束をそれぞれ示す。
同図は、前記偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０の光軸上に、光軸と４５度の角度を有するハーフミラー面を持ったハーフミラープリズム７を設け、該ハーフミラー面において偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０の光軸と直交する第２の光軸上にレーザ光源５を設けた事を特徴とした光路切り替え装置である。光路切り換え手段４は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１４ｃを利用している。
ここでハーフミラープリズム７は透過率９０％以上であり、レーザ光源５の光を数％ 偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０へ照射させる構成とする。
【００２２】
偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０から仮に０度方向の偏光（ＰＢＳ１４ｃに対してＳ偏光）のレーザ光Ｗｓ（同図の実線波形）が出射されているとき、レーザ光源５から９０度方向の偏光（同Ｐ偏光）のレーザ光Ｗｐ（同図の点線波形）が出射されハーフミラープリズム６で光が数％反射され、コリメータレンズ３を透過して偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０へ光が入射する。これにより、偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０から出射されるレーザ光の偏光方向は９０度のＰ偏光Ｗｐに切り替えられる。したがって、レーザ光は光路切り換え手段４のＰＢＳ１４ｃに対してＰ偏光であるから、ＰＢＳ１４ｃをそのまま透過してポリゴン１の上段１ａに向けて出射する。このとき、ポリゴン１の上段１ａはｆθレンズ８を介して被走査面である不図示の感光体上にレーザ光を走査できる位置に対応させておく。この状態ではＶＣＳＥＬ２０の発光を止めても、再開すれば過渡期を除いてやはり実質Ｐ偏光を出射する。
【００２３】
次にレーザ光源５の発光を止めて、ＶＣＳＥＬ２０の発光も一旦止める。その後、レーザ光源５は発光させないままＶＣＳＥＬ２０を発光させると、偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０から出射される光は偏光方向が０度のままの光束Ｗｓになり、したがって、レーザ光は光路切り換え手段４のＰＢＳ１４ｃに対してＳ偏光であり、ＰＢＳによって下方へ反射されて下方に用意された全反射ミラー１４ｂにより９０度向きを変えられてポリゴン１の下段１ｂに向けて出射する。このとき、上記と同様に、ポリゴン１の下段１ｂは被走査面である不図示の感光体上にレーザ光を走査できる位置に対応させておく。ＶＣＳＥＬ２０の発光は画像情報によってオン・オフが行われるが、発光は常に上記同様Ｓ偏光であるから、光路切り換え手段を通過後はポリゴン１の下段１ｂに向かう。
【００２４】
ポリゴン１は高速な連続回転なので、ポリゴン１の上段１ａが感光体に対して走査可能な位置に来たとき、それに同期させてレーザ光源５を発光させる。これに対応してマルチビームであるＶＣＳＥＬ２０の発光を開始させるが、その発光はビーム毎に、また画像情報に応じて１画素毎に、必要なオン・オフを繰り返すことになる。
上段１ａによる１走査が終わったらレーザ光源５の発光を止める。下段１ｂが走査可能な位置に来たときはレーザ光源５は発光させない。
このような構成にすることにより、偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０の偏光方向を切り替える為のレーザ光源５から出射されるレーザ光を偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０のレーザ光出射面に対して垂直に入射することが可能となる。
したがって、偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０のアレーになった場合など、偏光方向を切り替える為のレーザ光を均一に照射する事が可能となり、切り替えの動作を安定化することが可能となり、装置の信頼性が向上できる。
【００２５】
本発明の偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０を用いた光路切り替え装置をポリゴン１を有する従来の光走査装置に用いることにより、偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０から出射されるレーザー光を有効に利用することが可能となる。
例えば、図８の光束分割手段４は従来はハーフミラーであり、偏光双安定ＶＣＳＥＬから出射される光量の半分は多面反射鏡１の上段と下段に均等に振り分けられていた。しかしながら、下段が書き込みをしている時点では上段の光は遮光部材により遮光され、捨てられていた。
本発明のような光路切り替え手段１４により、偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０から出射される光量は多面鏡から被走査面に光が反射されるとき、上段か下段に光路が切り替えられる為、有効に光を利用できる。
このように光を切り替える事で、従来の方式より光量が２倍になるため、書き込み速度を２倍に改善する事が可能となる。
また、逆に光量が足りている場合は、偏光双安定ＶＣＳＥＬ２０の出射光量を半分にすることができるため、ＶＣＳＥＬの信頼性を向上することが可能となる。
【００２６】
図６は光路切り替え装置を用いた光走査装置を示す図である。
同図において符号４１、４１’は半導体レーザ、４３、４３’はカップリングレンズ、４４は光路切り換え手段、あるいは偏光切り換え手段と偏光分離手段、４５、４５’はシリンドリカルレンズ、４７は偏向手段としてのポリゴンミラー、４８、５０は走査レンズ（ｆθレンズ）、４９はミラー、５１は感光体をそれぞれ示す。
このような光走査装置を２組用いることで画像形成装置を構成することができる。ただし、主要部本であるポリゴンは高価なものなので、これを１個で済ませる構成も可能である。
２個のレーザ光源（２ＬＤユニット）から光路切り換え手段、あるいは偏光切り換え手段と偏光分離手段のあとのシリンドリカルレンズまでの前段の光学系（光学系１）、および、ｆθレンズを含む結像光学系（光学系２）のそれぞれを２セットと、１つの２段ポリゴンミラーを用いることによって２ビームで光走査４箇所へ書き込む光走査装置を構築できる。４個所の光走査は４色（シアン、イエロー、マゼンダ、黒）に対応する感光体であり、多色画像形成装置を構築することができる。
【００２７】
この場合、２組の光学系１と光学系２の組み合わせを、１つの２段ポリゴンに対し互いに逆側に配置し、感光体に対しては２個ずつが互いに逆方向に光走査されるように構成する。
ここで、２個のレーザ光源からの光は同時に２段ポリゴンミラー４７の上段および下段にそれぞれレーザビームは２本（２ビーム）が同時に入射する。切り替え素子４４は２ビームを上下に切り替える機能である。ここでは２ビームで図示したがＶＣＳＥＬ２０を用いた場合は、多ビームのレーザ光を同時に切り替えることとなる。
【００２８】
図７はタンデム型のフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
同図において符号５３は帯電器、５４は現像器、５５は転写用帯電手段、５６はクリーニング手段、５７は転写ベルト、５８は定着手段、５９は書き込みユニット（光走査装置）をそれぞれ示す。
感光体５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋは矢印の方向に回転し、回転順に帯電器５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ、現像器５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋ、転写用帯電手段５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋ、クリーニング手段５６Ｙ、５６Ｍ、５６Ｃ、５６Ｋが配備されている。
帯電器５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋは、感光体表面を均一に帯電する。この帯電器と現像器５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋの間の感光体表面に書き込みユニット５９によりビームが照射され、感光体５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋに静電潜像が形成されるようになっている。そして、静電潜像に基づき、現像器により感光体面上にトナー像が形成される。さらに、転写用帯電手段５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋにより、記録紙Ｐに各色順次転写トナー像が転写され、最終的に定着手段５８により記録紙に画像が定着される。
【００２９】
前述したようなレーザ入射制御により光路が切り換え可能な光走査装置を用いた画像形成装置において、複数段の多面反射鏡からの走査記録に対応して、書き込みレーザ光の光路を切り換えることで、各色に対応する感光体を順次走査記録することができ、光源数を減らし、かつ、ビームパワーのロスがなく、高速な画像出力を可能とする画像形成装置が実現できる。
図６、７のような４ドラムタンデム方式において、２段ポリゴンミラーを用いる場合、順次走査記録は、例えば、イエローとマゼンタ、シアンとブラックのそれぞれ２つの感光体を交互に走査記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例を説明するための図である。
【図２】ＶＣＳＥＬの外観を示す図である。
【図３】外部共振器型半導体レーザ光源を示す図である。
【図４】高周波を重畳したレーザ光源の発振波長を示す図である。
【図５】偏光双安定ＶＣＳＥＬを用いた光切り替え装置を示す図である。
【図６】光路切り替え装置を用いた光走査装置を示す図である。
【図７】タンデム型のフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図８】従来技術の光走査装置の一部を示す図である。
【図９】上下２段のポリゴンミラーそれぞれによる反射光の問題を説明するための図である。
【図１０】単一の光源で２色分の走査を行う発光のタイミングチャート図である。
【図１１】単一の光源で２色分の走査を行う発光のタイミングチャート図である。
【図１２】マルチビームアレイの一例であるＶＣＳＥＬの発光面を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      回転多面鏡
２      光源
４      光束分割手段
５      レーザ光源
６      凹面鏡
７      ハーフミラープリズム
８      ｆθレンズ
１４      光路切り換え手段
２０      偏光双安定ＶＣＳＥＬ
【図１】
0005309514.tif 000002
【図２】
0005309514.tif 000003
【図３】
0005309514.tif 000004
【図４】
0005309514.tif 000005
【図５】
0005309514.tif 000006
【図６】
0005309514.tif 000007
【図７】
0005309514.tif 000008
【図８】
0005309514.tif 000009
【図９】
0005309514.tif 000010
【図１０】
0005309514.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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